无人机作战运用及发展趋势研究

由于无人机具有很多有人驾驶飞机所不具备的优点,使得无人机在近几场局部战争中被大量地使用,而且在未来战场上的用途将越来越大。着眼未来一体化联合作战需要。无人机已成为世界各军事大国武器装备发展的重点之一。论述了无人机的特点和作战运用,重点研究了无人机作战运用的发展趋势。     

新型激光多波束系统供能无人机集群方案研究

由于单无人机执行任务量有限、整体效率低,故而无人机集群运动以其稳定性好,执行任务多样性,易操作,易控制等特点受到越来越多的关注。在激光供能无人机集群中,针对无人机的机载能量限制了任务的范围和时长、传统供能方式仅能完成一对一供能导致供能效率较低等问题,本文提出了一种基于光学相控阵技术的新型激光多波束供能系统,包括整体的激光无线能量传输方案、系统工作的整体流程、基于领航跟随法的无人机集群编队控制等,此方案可完成一对多的自调节供能,满足整个无人机集群的能量需求,提高传能距离及传输效率,并通过对无人机集群进行算法控制精准到达预设供能区域。对未来激光无线能量传输应用的领域和方式具有参考价值。     

有人/无人机协同空地作战关键技术综述

有人/无人机协同作战是C4KISR体系下一种典型的作战方式,综合有人/无人机协同作战在各国的研究及进展情况,给出了有人/无人机协同作战指挥控制系统的结构,按照空域和时域两个方面分析了有人机、无人机两个平台的组成部分及协同控制功能,归纳出协同作战所需要解决的关键技术,并且给出了一个在典型作战任务想定下的作战情报指令及控制...     

无人机在基站勘察巡检工作中的应用

本文首先介绍了无人机的发展历史、分类及主要用途,随后分析了无人机应用于基站勘察巡检工作的优势,基于对已开展工作的总结及使用经验,介绍了无人机应用的场景、主要工作内容、具体操作流程规范及典型案例.     

基于SmartFusion的无人机飞行控制系统设计

为了使无人机飞行控制系统具有强大的数据处理能力、较低的功耗、较强的灵活性和更高的集成度,提出了一种以SmartFusion为核心的无人机飞行控制系统解决方案。为满足飞控系统实时性和稳定性的要求,系统采用了μC/OS-Ⅱ实时操作系统。与传统的无人机飞行控制系统相比,在具有很强的数据处理能力的同时拥有较小的体积和较低的功耗。多次飞行证明,各个模块设计合理,整个系统运行稳定,可以用作下一代无人机高性能应用平台。     

基于PC104无人机网络视频系统的构建

无人机网络视频系统是无人机的重要组成部分,现在提出了一种基于PC104工控机的网络视频系统构建方案,从视频数据采集、压缩及传输等多个方面探讨无人机网络视频系统的构建过程并给出了网络视频系统主要部分的软件实现方案。最终实现了无人机网络视频系统的构建,实验结果表明,基于PC104无人机网络视频系统具有可靠的数据处理、传输、显示质量,可应用于监控、勘测等领域。     

多无人机协同任务规划

为解决多无人机协同规划军事目标打击的问题,基于多旅行商（TSP）数字规划理论进行路径和时间的优化。文中建立了多旅行商（TSP）数字规划模型,并根据任务性能和区域划分理论,利用退火算法求解出该模型的最优解。使用A*路径规划算法,通过编程仿真规划出了无人机的时间最优路径。结果表明,该方法较好地解决了当前无人机协同作战的目标分配问题,大幅提高了无人机协同作战的能力。     

一种快速的基于SIFT算法的无人机航拍序列图像自动拼接方法

无人驾驶飞机在短时间内具有相对稳定的航向、飞行速度、飞行高度等特点,这些特点决定了相同时间间隔的航拍序列图像的重合区域相对稳定,在此基础上,本文提出了航拍序列图像拼接方法的约束性条件,及一种快速的无人机航拍序列图像的自动拼接方法。该方法运用自回归模型,将历史相交区域中心点作为模型的输入数据,对当前用于拼接的重合区域进行预测,然后在预测区域内进行SIFT特征提取和特征提纯,并根据提纯后的特征进行快速的序列图像拼接。通过在无人驾驶飞机航拍序列图像上对该方法性能进行实验,结果显示本文的方法具有较好的拼接效果,在海量无人机航拍数据的情况下,能大大减少拼接时间。      

无人机干扰预警雷达作战仿真系统研究

本文建立了预警雷达模型、雷达检测模型和雷达威胁模型,并在此基础上设计了无人机与敌方预警雷达的交互系统,最后设定具体作战背景,实现了一种无人机干扰雷达作战仿真系统,为无人机的作战使用提供了一种参考.     

有人/无人机混合编队协同任务分配方法

任务分配方法是任务控制过程的重要组成部分,是协同作战指挥决策的关键。本文在多无人机协同任务分配的基础上,分析了有人/无人机编队协同作战的突出特点,着重研究飞行员工作状态对参与任务分配的各无人机作战效能的影响,建立了基于飞行时间和工作负载的飞行员工作状态评价模型,并对传统无人机作战效能函数的数学模型进行改进,提出了有人机飞行员工作状态影响下的无人机效能评估模型。针对有人/无人机混合编队协同作战想定,进行了仿真计算。仿真结果表明：飞行员工作状态会对无人机的任务效能和编队的任务分配结果产生显著影响, 同时说明在有人/无人机混合编队的效能评估和任务分配过程中,飞行员的工作状态影响是不可忽略的因素。     

新型涵道无人飞行器基本控制律设计

本文基于新型涵道无人飞行器基本控制律设计,采用了涵道飞行器低速构型的增稳、姿态控制等内回路以及高度和位置控制等外回路的设计,并且借助仿真平台,完成飞行器基本稳定控制与姿态变换动作,使无人飞行器各通道达到稳定控制效果,最终完成其基本控制律的设计.     

《现代控制理论与方法》教学改革探索

针对“现代控制理论与方法”课程教学中存在“学和用”两张皮现象,结合航空航天工程特色,将无人机这类具有典型航空特色产品引入到“现代控制理论与方法”的教学工作中,从课堂教学模式、课后作业训练、和试卷评估三个方面进行改进,将抽象的理论与具体的工程项目紧密结合,促进学生对概念和方法的理解,提高分析问题和解决问题的能力．     

面阵摆扫型无人机载大视场高光谱成像技术研究

提出了一种面阵摆扫型无人机载大视场高光谱成像技术,控制基于马赛克型滤光片分光的画幅式高光谱相机在翼展方向进行扫描实现大视场、高光谱分辨率成像。进行外场飞行试验,获取了像质清晰的大视场、高光谱分辨率对地观测图像,飞行作业效率为8.64 km2/h,较单相机成像,作业效率提高约3.4倍。系统光机结构简单,体积、重量优势明显,在无人机高光谱遥感方面应用前景广阔。研究成果对推动无人机载光谱成像技术向大视场、高光谱分辨率方向发展具有一定的参考价值。     

基于单片机的无人机真空速测量系统设计

为了测量无人机真空速,设计了基于单片机的无人机真空速测量系统。根据真空速和动压静压的关系式,采用分段线性插值的算法,测试了0-5 000 m高度的实际真空速值,得到的结果相对误差均不大于4%,能够满足系统精度要求。测试结果表明:该系统具有良好的稳定性,能实时准确地测量出真空速值。     

无人机中磁航向自修正应用

以无人机组合导航系统为研究背景,针对磁传感器的误差校准方法,以及校准后磁航向误差进行研究。通过分析磁传感器误差来源,给出水平面内椭圆直接拟合模型。考虑磁传感器修正后的磁航向与GPS航迹角之间存在一定误差,建立航向误差角与磁航向之间的学习函数,从而辅助在GPS丢失情况下,采用学习后的磁航向来辅助无人机导航。飞行实验结果表明,利用该文采用的椭圆模型以及自学习函数,能够提高磁航向精度,从而可以辅助无人机在GPS丢失情况下航向解算。     

小型无人机多传感器组合导航系统设计与实现

准确、可靠的运动状态数据对小型无人机运动控制至关重要,在实际飞行控制过程中通常要用到两种甚至更多传感器进行数据融合获取。文中根据小型无人机实际飞行运动控制需求,设计集成卫星导航(GPS)、惯性姿态参考系统(AHRS)和气压高度计的组合导航系统,采用多传感器数据融合算法,对无人机的位置、速度、加速度、姿态角等状态数据进行融合估计。通过实际飞行实验对所设计系统的有效性和实用性进行了验证。     

基于位置敏感探测器的组合导航技术研究

为了减小现有小型旋翼类无飞机飞行过程中卫星/惯性组合导航系统的制导误差，提高其导航系统定位精确度，提出2维位置敏感探测器激光制导与机载卫星/惯性组合导航系统结合的新型导航系统方案。该系统利用1064nm红外脉冲激光作为引导光源，采用中间飞行段卫星/惯性导航、末端飞行段激光照射制导结合的方式，进行了理论分析和对比实验验证。结果表明，在室外飞行环境和室内强、弱、正常光照飞行环境下，该系统始终保持较高的定位精度和结果一致性；相对比其它现有制导方式，该系统的探测频率始终保持5kHz、定位精度始终保持其圆形概率误差处于0.10m数量级，取得了较好的定位实验结果。该系统具有鲁棒性强、电路简单、探测灵活、高速精确的特征，对无人机末端制导具有重要意义。     

基于MEMS技术的微型组合导航传感系统研究

大型无人机的航姿系统、大气数据系统及惯性导航系统等导航设备因结构复杂、体积、重量大及价格昂贵等因素,无法在微型无人机(MAV)上使用.本文采用PC104嵌入式微机、MEMS集成技术、数据融合技术及GALILEO技术,实现了一种用于微型无人机的微型组合导航传感系统.以C语言及汇编语言作为系统软件的开发平台,增强了系统软件的可维护性及可扩展性.该系统集飞机航姿系统、大气数据系统、惯性导航传感器等功能于一身.实验室和现场的测试结果表明,该传感系统提高了导航精度,简化了结构,缩小了体积,减轻了重量.该系统拟用于微型无人机.     

A small unmanned polar research aerial vehicle based on the composite control method

Focusing on the polar extreme environment, a composite control method is proposed to finish the polar scientific research task in this paper. Based on the vector field and the linear quadratic regulator (LQR) control method, the small unmanned aerial vehicle can realize precise trajectory following control under wind disturbance. Through vector filed method, system constructs the corresponding vector fields for the planed research trajectory, generates the desired course inputs for the small aerial vehicle. Furthermore, the LQR control method is proposed and utilized as the inner control loop to realize the precise attitude control. Lyapunov stability arguments are used to demonstrate the asymptotic decay of trajectory following errors in the presence of wind disturbances. Experimental flight results are given to show that the small unmanned aerial vehicle can get the high trajectory following performance in the polar environment.     

Joint Doppler Shift and Channel Estimation for UAV mmWave System with Massive ULA

A joint Doppler shift and channel estima-tion method for the millimeter-wave communication system of an unmanned aerial vehicle(UAV)equipped with a large-scale ...